Крошечные стоматологические нанороботы генерируют тепло для глубокой очистки зубов

Наноразмерных роботов можно направлять с помощью магнитного поля в микроскопические каналы в зубах и уничтожать бактерии с помощью тепла, предлагая безопасный и эффективный способ повысить эффективность стандартного лечения корневых каналов.

Роботы появились благодаря поиску новых и улучшенных способов борьбы с бактериями, обитающими в так называемых дентинных канальцах. Эти микроскопические каналы начинаются в пульпе внутри зуба и продолжаются наружу, не доходя до эмали снаружи. Бактерии, которые скапливаются в этих каналах, могут вызывать инфекции, требующие лечения корневых каналов, но некоторые бактерии избегают лечения.

«Дентинные канальцы очень маленькие, а бактерии находятся глубоко в тканях», — объясняет Шанмух Сринивас. — «Существующие методы недостаточно эффективны, чтобы пройти весь путь внутрь и убить бактерии».

Лечение корневых каналов включает промывание зуба химическими веществами, которые убивают бактерии, но виды, устойчивые к антибиотикам, могут противостоять атакам, а другие могут вообще избежать их тисков. В более ранней работе ученые добились определенного успеха, используя лазеры и ультразвук, чтобы усилить эти процедуры, создавая волны в жидкости, чтобы лучше смывать бактерии. У этих подходов были свои ограничения: они позволяли проникать в зуб только на глубину около 800 микрометров (0,8 миллиметра).

Ученые решили пойти по совершенно другому пути, подключившись к миру миниатюрных роботов, чтобы найти решение для еще более глубокой очистки. Крошечные роботы команды имеют спиралевидную форму и сделаны из диоксида кремния с железным покрытием. Это позволяет управлять ими с помощью магнитного поля и перемещать на глубину до 2000 микрометров (2 миллиметра), где поле можно настроить так, чтобы роботы генерировали тепло и убивали бактерии.

Это было продемонстрировано путем введения роботов в образцы извлеченных зубов, и ученые успешно перемещали их для проникновения глубоко в дентинные канальцы и уничтожали бактерии. Они также показали, что могут извлекать роботов из образца зуба после выполнения работы.

«Ни одна другая технология на рынке не может сделать это прямо сейчас», — считает Дебаян Дасгупта.

Протестировав роботов на моделях мышей и доказав их безопасность и эффективность, авторы этого нового исследования стремятся коммерциализировать технологию через дочернюю компанию Theranautilus. Они также работают над специальным медицинским устройством, которое стоматологи могут использовать для развертывания и управления роботами во рту во время лечения корневых каналов.

«Мы очень близки к развертыванию этой технологии, которая еще три года назад считалась футуристической, в клинических условиях», — говорит Амбариш Гош, соучредитель Theranautilus. «Приятно видеть, как простое научное любопытство превращается в медицинское вмешательство, которое может повлиять на миллионы людей».